光学薄膜透、反射率常用测量方法
光学元件的制备与性能测试
光学元件的制备与性能测试光学元件是现代光学领域中的重要组成部分。
它们广泛应用于成像系统、激光器、光纤通信和其他领域。
在光学元件的制备与性能测试方面，科技工作者们不断推进技术水平，旨在提高光学元件的品质和性能，提高光学元件在实际应用中的效能。
制备光学元件的技术主要包括制造工艺和材料选择。
目前，常用的光学元件制造工艺主要有光学薄膜沉积、离子束抛光和3D打印等。
各种工艺各有特点，应根据不同的需求进行选择。
光学薄膜沉积是一种制备光学元件的常用工艺。
它是在光学元件的表面沉积一层高反射率或低反射率的薄膜，使光能够更好地进入或退出元件中。
该技术具有高效、规则性好、成本低等特点，常用于抗反射膜、滤光器等光学元件的制作。
离子束抛光（IBF）是一种高度自动化的加工技术，可用于制造高精度光学元件，并具有优异的光学性能。
IBF的加工速度快，表面质量高，加工精度高，是一种十分理想的磨削、抛光、铣削和雕刻工艺。
3D打印技术也常用于光学元件的制造。
该技术在光学领域中被称为“数字式制造技术”，通常采用定向光固化、粉末烧结和光束材料沉积等多种方法进行制造。
与传统加工方法相比，3D打印技术具有设计自由度高、加工周期短、生产成本底等特点。
除了制造工艺外，材料的选择也对光学元件的性能和使用寿命产生着重要影响。
常用的光学材料包括玻璃、石英、单晶材料和纳米材料。
玻璃和石英是光学元件中常用的材料，晶体材料和纳米材料的使用范围相对较窄，主要用于特殊应用。
光学元件的性能测试是评价其品质和性能的重要手段。
性能测试的方法主要包括光学测试和物理测试。
常用的光学测试方法有透射率测量、折射率测量、反射率测量、光谱测量、激光输出测量等。
透射率、折射率和反射率是光学元件性能测试中最基本的参数，必须精确可靠地测量。
光谱测量可用于分析光学元件的光学特性和机理，激光输出测量是激光器性能测试中的重要内容。
物理测试主要包括强度测试、温度测试和湿度测试等。
强度测试是测试光学元件的耐用程度、物理强度和耐冲击性。
薄膜技术与测量2
r = r1 + r2e
2 iδ 1
+ r3e
2 i (δ 1 +δ 2 )
+ r4e
2 i (δ 1 +δ 2 +δ 3 )
如果膜层没有吸收那么各个界面的振幅反射系数为实数
η0 η1 η1 η2 r1 = , r2 = , η0 + η1 η1 + η2 η 2 η3 η3 η 4 , r4 = r3 = η 2 + η3 η3 + η 4
所以： 所以：
M 21 E=+ M 12
从M=pqp可以推广到任意多层的对称膜系在数学上 可以推广到任意多层的对称膜系在数学上 都可以用一个单层膜的特征矩阵所表示。 都可以用一个单层膜的特征矩阵所表示。 例如：M=h(u(v(pqp)v)u)h 例如：
最常用的周期膜系如： 最常用的周期膜系如：M=HLHLHLHLHLH 一方面表示为: 一方面表示为 也可表示为： 也可表示为： M=H(L(H(L(H)L)H)L)H M=H/2（H/2 L H/2)5H/2 （ H/2 L H/2是一个对称单元 是一个对称单元
对于以中间一层为中心， 两边对称安置的多层膜， 对于以中间一层为中心 ， 两边对称安置的多层膜 ， 却 具有单层膜特征矩阵的所有特点， 具有单层膜特征矩阵的所有特点 ， 在数学上存在着一个等 效层。 效层。 以pqp为例说明对称膜系在数学上存在一个等效折射率的 为例说明对称膜系在数学上存在一个等效折射率的 概念。这个称膜系的特征矩阵为： 概念。这个称膜系的特征矩阵为：
反射系数 分别为： 分别为：
η0 r1 = η0 η r3 = 2 η2
η1 η1 η 2 = 0 . 16 , r2 = = 0 . 16 , + η1 η1 + η 2 η3 η η4 = 0 . 07 , r4 = 3 = 0 . 04 + η3 η3 + η4
DLC薄膜制备和检测技术综述
文献综述DLC薄膜的制备和检测技术综述学院光电学院学科光学工程学号1101210021姓名薛俊2013年6月18日前言20世纪70年代初,Aisenberg[1]和E.Gspenc[2]分别次采用离子束沉积技术(IBD)和碳气相离子束增强沉积(IBED)技术制备了绝缘碳膜，命名该膜为DLC[1]。
20世纪70年代末，前苏联研制的DLC膜的硬度已经达到15000(维氏硬度)[3]。
DLC薄膜具有生产工艺简单，性能优良等特点。
20世纪80年代中期，在世界范围内掀起了研究、制备、开发和应用DLC膜的热潮。
厚度为100μm、表面粗糙度<10nm的DLC膜己经被美国通用原子公司（GA）利用PECVD制造出来[3]。
我国在制备DLC膜研究、应用方面也去得了长足的进展，不过与发达国家相比，差距还是存在的。
现在DLC膜还有很多问题存在争议或尚未解决。
这也问题严重制约了DLC膜的研究发展，现在，随着DLC制备技术的日益完善以及社会对DLC膜的需求量的增加，DLC 膜的应用研究价值也日益凸显。
1 DLC薄膜概况1971年德国的Aisenberg 采用碳离子束首次制备出了具有金刚石特征的非晶态碳膜,由于所制备的薄膜具有与金刚石相似的优异性能,Aisenberg于1973年首次把它称之为类金刚石(DLC)膜[1]。
DLC膜有着和金刚石几乎一样的性质,如高硬度、耐磨损、高表面光洁度、高电阻率、优良的场发射性能,高透光率及化学惰性等,它的产品广泛应用在机械、电子、光学和生物医学等各个领域。
尤其在光学领域，该技术在光学薄膜制造及其应用方面, 突破了大面积、高均匀性、高透射比、抗激光兼容的红外减反射膜镀制关键技术, 并在军事和民用上得以应用。
DLC膜的沉积温度低、表面平滑,具有比金刚石膜更高的性价比,且在相当广泛的领域内可以代替金刚石膜,所以自80年代以来一直是研究的热点。
碳是类金刚石膜的主要成分。
碳元素有3种同素异形体，即金刚石、石墨和各种无定形碳。
紫外可见分光光度计测试薄膜的反射率原理
紫外可见分光光度计（UV-Vis分光光度计）是一种用途广泛的光学仪器，可用于测量物质对紫外和可见光的吸收和反射率。
在材料科学和化学领域，紫外可见分光光度计被广泛应用于测试薄膜的反射率。
本文将探讨紫外可见分光光度计测试薄膜反射率的原理。
1. 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计是一种利用分光仪原理，测量材料吸收或透射光的仪器。
它可以在紫外、可见光范围内测量样品对特定波长光的吸收或反射率。
2. 薄膜反射率测试薄膜反射率是指薄膜表面对入射光的反射能力。
通常使用紫外可见分光光度计来测试薄膜在不同波长下的反射率，以评估薄膜的光学性能。
3. 反射率测试原理在使用紫外可见分光光度计测试薄膜反射率时，通常会将薄膜样品固定在样品舱中，然后利用分光光度计发出特定波长的光，经过样品后被探测器检测。
根据探测器接收到的光强，计算出薄膜在该波长下的反射率。
4. 正弦光束法一种常用的测试薄膜反射率的方法是正弦光束法。
该方法通过调节入射角度和光路长度，使得探测器能够测量薄膜在不同入射角度下的反射率。
这样可以得到薄膜在不同波长和入射角度下的反射率曲线。
5. 测量注意事项在进行薄膜反射率测试时，需要注意样品的制备和处理，确保样品表面平整、无气泡和杂质。
另外，还需要校准仪器，选择合适的波长范围和入射角度，以获得准确的反射率数据。
6. 应用领域薄膜反射率测试在光学材料、太阳能电池、涂料、光学薄膜等领域都有广泛应用。
通过测试薄膜的反射率，可以评估其光学性能，为材料研发和生产提供重要的数据支持。
在紫外可见分光光度计测试薄膜的反射率原理中，正弦光束法是一种常用的测试方法，通过调节入射角度和光路长度，测量薄膜在不同入射角度下的反射率，得到反射率曲线。
在进行测试时，需要注意样品制备和处理，以及仪器的校准和参数选择，以获得准确的反射率数据。
薄膜反射率测试在光学材料、太阳能电池、涂料等领域的应用价值巨大，为材料研发和生产提供重要的数据支持。
紫外可见分光光度计在测试薄膜反射率时，除了使用正弦光束法外，还可以采用其他方法进行测试，例如准直束法、全反射法、矢量法等。
光学薄膜折射率和厚度测试技术及研究
ｅ ｌ ｌ ｉ ｐ ｓ ｏ ｍ ｅ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｍ ａ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｉ ｌ ｍ ｒ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ
硕｛ 一 论文
光学薄膜折射率和厚度测试技术及研究
毋响着各种新型薄膜器件和技术在新型武器装备上的应） Ｉ Ｉ ． 而在国外，美国和英国已建立了光学薄膜折射率及厚度标准装置，美国的 ． Ｊ ． Ａ ． Ｗ ｏ ｏ ｌａ ｍ公司和法国的 Ｊ Ｙ公司生产的测量薄膜折射率及厚度的椭偏仪更是处于世
各向异性材料的测量等，并对这些测试结果进行了详尽的数据分析。
１ ． ４ 技术关键
光学薄膜折射率及厚度测试的难点及技术关键有以下几点： １ ） 由于椭偏仪系统测试的直接值是甲和△， 而要获得光学薄膜折射率及厚度 值，必须先建立一个模型，由这个模型的预设值和实际测量值进行拟合， 通过计算机解超越方程从而得到折射率和厚度值。因此， 模型的建立是至
ｃ ｏ ｍ ｍ ｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｌ ｄ ， ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｃ
在以上参数中，薄膜的反射比、透射比标准我们已在 “ 八五”期间完成。而其他参数 目
前还没有标准， 例如折射率和厚度， 这些参数对薄膜的设计和工艺制造都是不可缺少的。 薄膜技术和器件的广泛应用， 推动着薄膜测试技术的发展， 同时面对武器装备的不 断更新和发展， 对提高薄膜的性能、评价膜系的优劣， 并对己有的测试仪器进行量值统 一提出了更高的要求。 在这方面国外研究起步较早，发展很快，加之先进的加工手段和
用透射法测量单层薄膜的折射率
文章编号:100525630(2007)0620090205用透射法测量单层薄膜的折射率Ξ蒋卫敏1,潘雪丰2,陶卫东2(1.宁波大学科学技术学院,浙江宁波315211;2.宁波大学理学院,浙江宁波315211) 摘要:根据单层薄膜透射率的表达式,提出了一种用透射法测量薄膜折射率的新方法。
按照该方法,通过测量p 光和s 光在相同入射角下的透射率,可以计算得到薄膜的折射率。
在测量中考虑了影响测量结果的两个方面,从而减少了实验误差。
在波长为532nm 的激光照射下,采用该法测得MgF 2薄膜的折射率为1.379±0.005,相对误差小于0.4%。
关键词:单层薄膜;折射率;透射率中图分类号:O 436.3 文献标识码:AMeasuring the refraction index of single thin film by transmission methodJIANG Wei 2min 1,PAN Xue 2feng 2,TAO Wei 2dong 2(1.College of Science and Technology ,Ningbo University ,Ningbo 315211,China ;(2.Faculty of Science ,Ningbo University ,Ningbo 315211,China ) Abstract :Based on the expression of transmittance of single thin film ,we provided a new way to measure refractive index of single thin film .According to the method ,the transmittance of the p 2polarized light and the s 2polarized light was measured at the same angle ,then worked out the solution of the refractive index .At the experiment ,two aspects which influenced the measuring result had been considered ,consequently reduced the experimental error .It was found out that the refraction index of MgF 2thin film was 1.379±0.005at the wavelength of 532nm ,and the relative error was less than 0.4%.Key words :single thin film ;reflectivity ;transmittance1 引 言近年来,在光电子技术领域中,光学薄膜的制备与研究已引起了人们越来越多的关注[1～3]。
现代光学薄膜技术pdf
现代光学薄膜技术pdf
现代光学薄膜技术是指利用薄膜材料和相关工艺制备具有特定光学性能的薄膜结构，以满足不同应用领域对光学特性的要求。
它在光学元件制造、光学涂层、光学器件等领域具有广泛应用。
光学薄膜技术主要包括以下几个方面：
1.薄膜材料选择：根据不同的光学要求，选择合适的材料作为薄膜的基底或涂层材料。
常用的薄膜材料包括金属、氧化物、氟化物、硅等。
2.薄膜设计：通过光学薄膜设计软件进行光学薄膜的设计，确定所需的反射、透射、吸收等光学性能。
设计时需要考虑波长范围、入射角度、偏振状态等因素。
3.薄膜制备：常用的薄膜制备技术包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、溅射、离子束沉积等。
这些技术可用于在基底表面沉积薄膜材料，形成所需的光学性能。
4.薄膜性能测试：对制备好的光学薄膜进行性能测试，包括反射率、透过率、吸收率、膜层厚度等参数的测量。
常用的测试方法有分光反射光谱法、椭偏仪法等。
现代光学薄膜技术广泛应用于光学镜片、滤光片、
透镜、激光器、光纤通信等领域。
它可以改变光的传播和相互作用方式，实现对光的控制和调节，提高光学元件的性能和功能，满足不同应用的需求。
光学薄膜透反射率的常用测量方法
可以
可以
14
光谱分析测试系统-反射率的测量
•
•
•
•
反射率的测量不如透射率测量普及；
透明带内：R=1-T；
吸收带内：R=1-T-A；
对于吸收膜系或是对损耗敏感的激光高反射膜来
说，反射测量不可少；
15
光谱分析测试系统-反射率的困难
• 不容易找到在很宽波段范围内具有100％反射率性能长期
稳定的参考样品；
I Ix I y
偏振棱镜的测试方法
图（a）放置：
IIT
x s IyT
p
/I
T
I
(
I
TI
T
)
/I
xs
yp
11
图（b）放置：
T
(IT
IT
x P
y s)/I
Iy
Ix
T
T
T
T
T
(T
P
s)
P
s
I
对自然光透射率
1
1
T (T
T
TT)
P
• 偏振光在可见光和近红外光的差异
• 光斑位置的影响
30
光谱透射、反射特性是光学薄膜器件最
基本的光学特性，因此光谱仪也是薄膜
器件检测中最常用到的检测设备。光谱
测试分析时一定要仔细考虑样品的形状、
大小、光谱特性等对测试结果的影响。
31
测量样品口径的影响：当样品小于光斑尺寸(1cm2)，采用光阑限制；
测试样品的厚度：对于较厚的样品在参考光路中也要放入等厚样品
测试样品楔形角影响：光束尽量准直＋实用大口径的积分球探测；
3.3薄膜光学参数测试详解
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
薄膜光学参数的测量
从透射、反射光谱确定薄膜的光学常数
其它的薄膜光学常数测试方法 薄膜波导法 光学薄膜厚度的测试
其中：多项式的系数是6个拟合的参量。
Schl. of Optoelectronic Inform. State Key Lab. of ETFID
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
2）Sellmeier方程
适用于透明材料和红外半导体材料，是Cauchy方程 的综合，原始的Sellmeier方程仅仅用于完全透明的材料 （k=0），但是有时也能用于吸收区域：
数。
Schl. of Optoelectronic Inform. State Key Lab. of ETFID
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
4）Forouhi-Bloomer色散关系
一般只用于模拟材料的间带光谱区域的色散，也能被用于次能带隙区域 以及常规的透明区域，且能处理一些带有弱吸收的薄膜的折射率色散。
此外，还可以利用下列公式从单面透射率极值Tm（即薄 膜透射率Tf对应于λ/4 奇数倍的极值）中直接求解折射率：
考虑薄膜材料的色散对反射率和透射率曲线的影响：
当薄膜有色散时，在光学厚度为λ/4 奇数倍的波长处
不再是极值；但是，光学厚度为λ/2 倍数的波长处仍然是 极值，而与没有色散时关系一样。 一般薄膜材料的折射率均有些色散，及存在色散关系。
光学薄膜透反射率的常用测量方法
光学薄膜透反射率的常用测量方法
1.透射法
透射法是一种常见的测量光学薄膜透反射率的方法。
它利用透射光的强度对薄膜进行测量。
首先，将薄膜样品放置于光源前方，透过光源照射到样品上，然后测量透射光的强度。
通过与样品前后的基板透射光强度进行比较，就可以得到薄膜透射率的信息。
2.反射法
反射法是另一种常用的测量光学薄膜透反射率的方法。
它利用薄膜反射光的强度进行测量。
首先，将薄膜样品放置在光源前方，让光照射到样品上，然后测量反射光的强度。
通过与空气或基板的反射光进行比较，就可以得到薄膜透射率的信息。
3.光谱透射法
光谱透射法是测量光学薄膜透反射率的一种精确方法。
它利用的是薄膜样品的透射光谱特征。
首先，将薄膜样品置于光源前方，然后使用光谱仪测量透射光的光谱特征。
通过分析透射光的波长和强度信息，就可以得到薄膜的透反射特性。
4.激光参比法
激光参比法是测量光学薄膜透反射率的一种高精度测量方法。
它利用激光器作为参比光源。
首先，将激光光束通过参比光路照射到参比探测器上，同时将激光光束通过薄膜样品照射到样品探测器上。
通过比较参比探测器和样品探测器接收到的光信号，就可以得到薄膜的透反射率。
除了以上四种常用的测量方法外，还存在其他一些用于测量光学薄膜透反射率的方法，例如自脉冲法、透微量测量法等。
每种方法都有其适用的场合和特点，根据具体的需求选择合适的测量方法是至关重要的。
总的来说，测量光学薄膜透反射率的常用方法有透射法、反射法、光谱透射法、激光参比法等。
光学薄膜资料
02
介质膜材料
• 氧化铝、氧化锆、氟化镁等
• 具有高透射率、低损耗等特点
• 常用于透射膜、增透膜等
03
复合膜材料
• 金属与介质材料的复合
• 可以实现多种光学性能的兼容
• 常用于抗反射膜、波长选择膜等
光学薄膜在光学仪器中的应用
镜头
⌛️
• 减少反射损耗，提高成
像质量
• 增加透光率，提高光能
利用率
• 实现特定功能，如偏振
光学薄膜：原理、应用与制造技术
DOCS SMART CREATE
CREATE TOGETHER
DOCS
01
光学薄膜的基本概念与原理
光学薄膜的定义与分类
光学薄膜的定义
• 是一种具有特定光学性能的薄膜材料
• 可以通过控制薄膜的厚度、折射率等参数来实现特定的光学效果
• 在光学系统中起到重要作用，如提高成像质量、降低损耗等
常见失效模式
• 膜层脱落：薄膜在使用过程中，膜层与基材分离
• 裂纹：薄膜表面或内部出现裂纹，影响薄膜性能
• 腐蚀：薄膜在使用过程中，受到环境因素的影响，发生腐蚀
原因分析
• 制备工艺问题：如沉积过程中的温度、压力等参数控制不当
• 材料选择问题：如材料本身的稳定性、耐腐蚀性等性能不足
• 使用环境问题：如环境湿度、温度、紫外线等环境因素的影响
• 折射率仪：用于测量薄膜的折射率
估薄膜的可靠性
• 表面形貌仪：用于测量薄膜的表面形貌
光学薄膜的性能指标与评估方法
性能指标
• 透射率：光线通过薄膜的强度与入射光强度的比值
• 反射率：光线在薄膜表面反射回原方向的强度与入射光强度的比值
• 折射率：光线在薄膜中传播时，光线的传播方向与薄膜法线之间的夹角与入射角
光学常数测试方法汇总
一、椭圆偏振测量法椭圆偏振测量法早在1930年就已经产生，只因当时计算机技术的限制，以至进展缓慢。
该方法的工作原理是基于经典的电磁理论。
利用椭圆偏振测量法在已知基底折射率n s 的情况下，可以测定膜层的厚度d 和折射率n f 。
椭圆偏振测量的原理如下：若有一平行的单色光以0φ角入射到膜层上，则复振幅反射系数pr∧，sr∧，由下式给出p i e pr i e p r p r i e p r p r p r δδδ=-+-+=∧)2211/()221( s i e r i e sr s r i e s r s r s s r δδδ=-+-+=∧)2211/()221( 式中p r 1，p r 2，s r 1及s r 2是空气与膜的界面及膜与基板的界面的P 分量和s 分量的菲涅耳反射系数，它们的大小与n f 、n s 、及0φ有关。
φλπδcos )/2(d n f =，是薄膜的相位厚度，p δ和s δ是p 分量和s 分量的反射相位。
薄膜的椭圆函数∆=-==i e tg s p i e s r p r s r p r ϕδδρ)(//式中 s r p r tg /=ϕ s p δδ-=∆根据上述分析可知，椭圆函数ρ是n 0、n f 、n s 、0φ、d 及λ的函数，即),,,,,(),(00λφρϕρρd n n n s f =∆=在一般情况下，除n f 和d 未知外，其它均为已知，所以只要确定了ϕ和∆，就可解出n f 和d 。
实现椭圆偏振测量的装置有消光型和光度型的。
消光型是根据椭圆偏振光可以补偿成直线偏振光的原理，而光度型的不利用补偿原理而以测量光线强度为基础，配合计算机分析、得到ϕ和∆。
这种方法具有原子层级的灵敏度，并有非破坏性、非扰动性、高灵敏度和高精度等诸多优点。
故自这一技术产生以来，人们就在这一领域进行了大量的研究，且发展迅速。
一方面，测量仪器已从早期的单波长椭偏仪发展到了后来的多波长和连续波长的椭偏仪；另一方面，被测量的对象也日趋复杂化。
15光学薄膜透反射率的常用测量方法
15光学薄膜透反射率的常用测量方法光学薄膜的透射率和反射率是衡量薄膜光学性能的重要参数，也是对薄膜性能进行研究和验证的主要手段之一、在实际应用中，有许多方法可以测量薄膜的透射率和反射率，下面将介绍一些常用的测量方法。
1.光谱分析法：光谱分析法是一种非常常用的测量薄膜透射率和反射率的方法。
该方法主要基于薄膜对不同波长的光的吸收、透射和反射特性。
通过使用光谱仪或分光光度计，可以测量材料在特定波长范围内的透射谱和反射谱，从而得到透射率和反射率。
此外，可以利用菲涅尔方程对薄膜的透射谱和反射谱进行定量理论分析和拟合，获得更精确的透射率和反射率值。
2.自动反射光源法：自动反射光源法是一种使用反射系数标准来测量薄膜透射率和反射率的方法。
该方法基于功率透射谱与功率反射谱之间的关系，通过利用一个已知反射率的标准样品作为参考，测量待测样品和标准样品的功率透射谱和功率反射谱，并计算得到反射系数，进而得到透射率和反射率。
3.变光角反射法：变光角反射法是测量薄膜透射率和反射率的常用方法之一、该方法基于光线在薄膜表面的反射特性，在改变入射角度时，测量反射光的强度，并根据反射率与入射角度之间的关系计算得到透射率和反射率。
4.光谱椭偏反射法：光谱椭偏反射法是一种测量薄膜透射率和反射率的非常灵敏和精确的方法。
该方法使用椭偏光测量技术，通过测量左旋和右旋椭偏光的反射光强度，并进行衍射计算，可以获得薄膜的透射率和反射率。
5.反射折射光谱法：反射折射光谱法在测量薄膜透射率和反射率时也是常用的方法之一、该方法主要通过光束的反射和折射，测量入射光和折射光之间的干涉效应来计算透射率和反射率。
通过利用反射波和透射波之间的干涉现象，可以得到薄膜的透射率和反射率。
总结而言，透射率和反射率是衡量光学薄膜性能的重要指标，有许多不同的测量方法可供选择，每种方法都有其适用的范围和优点。
在实际应用中，可以根据不同的需求和实验条件选择合适的方法进行测量，并结合其他表征技术对薄膜的光学性能进行全面研究和分析。
15光学薄膜透、反射率的常用测量方法
单色仪型分光光度计有单光路与双光路两类
• 原理
首先不放样品，测出100％透射的光谱信号； 放入样品测试光谱信号； 两个信号进行比较得到透射率；
特点
需要2次测量，测量速度慢； 对光源的稳定性以及系统的稳定性要求极高；
双光路测试
单 色 光 样 品 池 参 比 池 探 测 器
• 参考光和主光束：分别被探测器接收； • 透射率：两信号相除； • 测试前要进行系统光谱校正；
干涉型光谱分析系统
• 红外：2.5～25um； • 应用迈克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制， 在频率域内记录干涉强度随光程改变的完全干涉图信号， 并对此干涉信号进行傅立叶逆变换，得到被测光光谱； • 特点：信噪比高，重复性好，分辨率高，扫描速度快
光谱分析测试系统-透射率的测量
光谱仪测试一般步骤
T I / I (I xTs I yTp ) / I
图（b）放置：
T (I xTP I yTs ) / I
Ix I y T T (TP Ts ) TP Ts I 对自然光透射率 1 1 T (TP Ts ) (T T ) 2 2
光谱分析仪器比较
性能 Lamda 900PE
175～3330 0.08nm 0.00008
Cary 5000
岛津UV 365
190～2500 0.1nm 0.001
Hitachi 4100
光谱 分辨率 透射精度
175～3330 0.1nm 0.0003
185～3330 0.1nm 0.0003
反射测试
• 按测试原理不同划分为：单色仪分光光度计和干涉型光谱测试系统；
单色仪型分光光度计原理
两种光学薄膜反射系数计算方法的对比
两种光学薄膜反射系数计算方法的对比张颖颖;宋炜;徐小兵【摘要】Two methods, the equivalent interface method and the admittance matrix method, are introduced to cal-culate the reflection coefficient of optical films, and the calculated results of the reflectivity and phase difference of the optical films with many layers are compared. It is found that when the effective digits of the calculated value is 15 , the differences of the two methods’ calculated reflectivity and phase difference are 10 -15 order and 10 -14 rad or-der respectively, far less than their measured resolution. Therefore, their results can be considered as the same. The calculated reflectivity of the two methods can also be thought the same while the effective digit of the calculated value is greater than 5, whatever for p-light and s-light. This indicates that the two methods which are based on the same theory have the same calculated result. In particular, the reliability of the calculated results is confirmed by an experiment.%该文介绍了两种光学薄膜反射系数的计算方法———等效界面法和导纳矩阵法，并比较了两种方法在多层光学薄膜结构下的反射率和相位差计算结果。
15光学薄膜透反射率的常用测量方法
15光学薄膜透反射率的常用测量方法光学薄膜透射和反射率的测量是光学薄膜研究中的重要工作，能够帮助我们了解薄膜材料的光学性能和性质。
下面将介绍15种常用的光学薄膜透、反射率测量方法。
1.直接测量法：该方法使用光谱仪或光度计测量光源经过薄膜时的光强，从而计算得到透射率和反射率。
2.单波长法：使用一定波长的单色光源通过薄膜后测量透射光强和反射光强，计算透射率和反射率。
3.双波长法：使用两个不同波长的光源，通过测量透射和反射光强计算得到透射率和反射率，可以校正一些测量误差。
4.应用光栅的光谱测量法：通过应用光栅光谱仪，由不同波长的光分光成光谱，然后测量透射和反射光谱，进而得到透射率和反射率。
5.旋转增强全反射法：该方法通过控制入射角度和设置增强物，测量透射光强，然后计算出透射率和反射率。
6.衰减全反射法：该方法使用光强减弱过程中的反射光强和透射光强测量透射率和反射率。
7.光谱拟合法：根据测量得到的透射和反射光谱，利用模型拟合的方法计算透射率和反射率。
8.搭桥法：通过将样品与标准样品搭桥并测量透射光强，计算出透射率和反射率。
9.工作曲线法：在已知标准薄膜透射光强-透射率-反射率关系的基础上，通过测量得到的透射光强计算出透射率和反射率。
10.工作标准法：在已知标准薄膜的透、反射率的基础上，测量样品和标准样品的透、反射光强，从而计算出透射率和反射率。
11.多点法：通过在样品表面选取多个点测量透射光强，然后计算平均透射率和反射率。
12.自激法：通过调节激发电流或电压，使样品上光与流过薄膜的载流子相互作用，测量薄膜透射光强，计算透射率。
13.面板法：将样品放在凸透镜或凹镜之间，通过观察得到的同心圆环（若干阶圆环）测量透射和反射光强，计算出透射率和反射率。
14.四端法：通过在样品两端附加两个感应线圈，将交流信号注入样品，然后根据测得的电磁感应强度计算透射率和反射率。
15.利用传递矩阵法：通过测量样品和背板的透射和反射光强，并利用传递矩阵计算透射率和反射率。
3.1反射透射与吸收率测试
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
影响测量准确性的主要因素（续）
样品后表面的影响
设空白基板的透射率为T0， 忽略基板与薄膜吸收，Rs=1-Ts ，同理 Rf=1-Tf
Schl. of Optoelectronic Inform. State Key Lab. of ETFID
采用共焦显微系统、光斑小 测试凹凸不平表面反射 需要参比样品
K9玻璃，在360nm ~ 2500nm 范围内具有平直光谱响应。
石英玻璃也可以作参比。 I0为K9反射信号 R0为K9理论反射率
Schl. of Optoelectronic Inform. State Key Lab. of ETFID
（1）单光路分光光度计
测试时，首先进行“空白样”测试，测试出100%透射 基本光谱光电信号
实际样品测试，然后对比（即扣除空白样测试）
对光源输出光的稳定性要求较高
Schl. of Optoelectronic Inform. State Key Lab. of ETFID
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
数区间 应用各种光谱仪，可完成薄膜样品的光谱透射、光谱 反射以及光谱吸收测试。
Schl. of Optoelectronic Inform. State Key Lab. of ETFID
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
二、薄膜光谱透射率的测试
“光电探测与传感集成技术”教育部国防重点实验室 “电子薄膜与集成器件”国家重点实验室.
红外傅里叶变换光谱仪具备的特点： 1、 探测的信号增大，大大提高了谱图的信噪比 2、光学元件少，无狭缝和光栅，到达检测器/探测器的辐射